分布式電源的配網(wǎng)適應(yīng)問題分析

■羅 燕

國網(wǎng)江西省電力有限公司贛州市南康區(qū)供電分公司

引言

進入21世紀后，國民生產(chǎn)和生活對電能的需求日益增長，向電網(wǎng)系統(tǒng)施加了更多壓力，因此國家電力企業(yè)積極開拓新能源電網(wǎng)模式，以期實現(xiàn)分布式電源分擔(dān)供電與大電網(wǎng)集中供電模式。在運行之中，分布式電源并網(wǎng)有效分散了電網(wǎng)主系統(tǒng)供電壓力，但是由于分散與集中并存的供電模式導(dǎo)致電網(wǎng)負荷預(yù)測難度加大，使企業(yè)在建設(shè)配電網(wǎng)過程中面臨挑戰(zhàn)，提高了電力企業(yè)規(guī)劃電網(wǎng)建設(shè)的難度。因此，研究分布式電源的配網(wǎng)適應(yīng)問題成為電力企業(yè)規(guī)劃電網(wǎng)設(shè)計中的新議題，因此亟待人們掌握分布式電源的配網(wǎng)適應(yīng)內(nèi)容。

1 分布式電源的配網(wǎng)適應(yīng)研究的意義

配電網(wǎng)屬于電力系統(tǒng)中的一個重要配置，是承接電源與用戶的聯(lián)系紐帶。分布式電源的安全運行離不開配電網(wǎng)的支撐和配合，因此必須加強對分布式電源配網(wǎng)適應(yīng)的研究，不斷提高配電網(wǎng)的可靠性。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)采用統(tǒng)一集中供電模式，這就意味著在全國范圍內(nèi)只要有用電需求的地區(qū)都需要架設(shè)電線或者鋪設(shè)線路。城市之中屬于用電聚集區(qū)，電網(wǎng)設(shè)置較為煩瑣，但是因為不同區(qū)域的用電高峰與用電總量分布不均，容易造成電力系統(tǒng)負荷紊亂，一旦電力系統(tǒng)無法甄別各處用電負荷變化，就容易生成故障，而因為電源線路統(tǒng)一由集中電力系統(tǒng)控制，可能會引發(fā)大面積停電事故；偏遠地區(qū)對電力需求較低，但是仍然需要施工鋪設(shè)線路連接集中供電電力系統(tǒng)，造成對資源的浪費。而分布式電源并網(wǎng)運行模式下，可針對用戶局部用電情況實施具體調(diào)整，這種電源并網(wǎng)模式可以減少線路鋪設(shè)路段，縮短輸電距離，降低電能在輸送過程中的損耗率，并且設(shè)置靈活，極大地提升了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性與可靠性。與之相對的是，為了妥善發(fā)揮分布式電源的供應(yīng)作用，必須建設(shè)與之相輔相成的配電網(wǎng)系統(tǒng)，如果分布式電源的配網(wǎng)適應(yīng)性不過關(guān)，就容易出現(xiàn)配電網(wǎng)誤動、拒動及容量越限問題，給電力運行造成非常巨大的損失。

2 分布式電源的配網(wǎng)適應(yīng)問題分析

分布式電源能夠為局部區(qū)域提供電力能源。將分布式電源與配電網(wǎng)并聯(lián)形成大型可調(diào)整的供電電源，既能減輕集中供電電廠的輸電壓力，又能夠?qū)τ秒姺骞葧r期進行優(yōu)化調(diào)節(jié)。但是，值得注意的是，在分布式電源并網(wǎng)模式下，會遇到各種配網(wǎng)適應(yīng)性問題，如果配電網(wǎng)組織系統(tǒng)的承載力沒有達到分布式電源的內(nèi)在要求，就會產(chǎn)生各種問題。

2.1 分布式電源接入會使配電網(wǎng)電壓分布發(fā)生變化

一旦接入配電網(wǎng)，分布式電源就會以自身的電源結(jié)構(gòu)特點改變配電網(wǎng)的放射狀結(jié)構(gòu)，使其變成多電源結(jié)構(gòu)，并且在此變化的基礎(chǔ)上形成潮流數(shù)值和方向的變化，故而形成配電網(wǎng)電壓分布的變化現(xiàn)象。為了提高配電網(wǎng)的可靠性，電力系統(tǒng)技術(shù)研究員應(yīng)當(dāng)針對分布式電源接入配電網(wǎng)的需求性進行分析和研究，找出分布式電源接入配電網(wǎng)后改變電壓分布的影響因素，并針對其進行配網(wǎng)適應(yīng)性的優(yōu)化。在探索過程中，技術(shù)人員對比多處分布式電源接入情況，發(fā)現(xiàn)電源接入位置和容量對線路電壓分布的影響十分明顯。以分布式電源的接入位置為例，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)在容量相同的情況下，分布式電源的配網(wǎng)適應(yīng)性與接入位置存在密切聯(lián)系。分布式電源接入點如果接在電網(wǎng)線路的末節(jié)點附近，會引發(fā)較為強烈的電壓分布變動，尤其是越接近末節(jié)點，對電壓分布起到的影響越大；分布式電源接入點位置如果遠離末節(jié)點，就可以避免給配電網(wǎng)線路造成過多影響，而且接入位置越接近系統(tǒng)母線就越能維持配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，降低電網(wǎng)電壓變化的概率。所以，要想發(fā)揮分布式電源的穩(wěn)定作用，就要在接入過程中強調(diào)分布式電源的電網(wǎng)適應(yīng)性，防止在接入電源過程中出現(xiàn)差錯引起配電網(wǎng)電壓的分布變化，給電力系統(tǒng)造成不良影響。以某城市南部城區(qū)為例，該區(qū)安裝以太陽能為核心能源的分布式電源，并與主電網(wǎng)并聯(lián)運行，分擔(dān)了城市集中供電的電力輸送任務(wù)。為了保證城市電網(wǎng)規(guī)劃達到安全、穩(wěn)定的標準，相關(guān)電力負責(zé)人對分布式電源并網(wǎng)后的地區(qū)負荷進行預(yù)測和分析，并在接入分布電源的位置上做出詳細的計劃，保證分布式電源接入后能夠可靠、順利地完成運行任務(wù)。

2.2 分布式電源接入會引起電能質(zhì)量的變化

隨著電力電子技術(shù)的進步與發(fā)展，分布式電源研究與應(yīng)用邁進了新階段，為人們解決電力問題帶來了新方向。但是，由于電力系統(tǒng)運行整體的復(fù)雜性，當(dāng)分布式電源接入配電網(wǎng)時會引發(fā)配電網(wǎng)各種擾動，這些擾動促使電網(wǎng)系統(tǒng)中的電能質(zhì)量發(fā)生變化。為了提升配電網(wǎng)的可靠性，支持分布式電源接入后的運行，需要針對各種擾動制定對策。配電網(wǎng)接入分布式電源后，產(chǎn)生的潮流、電壓問題是不固定的，一旦配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生電能質(zhì)量變化，如電壓跌落、電壓閃變、諧波等問題，就會給整個電力系統(tǒng)運行造成阻礙。而分布式電源作為一種分擔(dān)電網(wǎng)負荷的技術(shù)內(nèi)容，在接入電網(wǎng)后雖然會引起電壓的分布變化，但是同時也能夠通過接入來控制配電網(wǎng)的電能質(zhì)量變化，以此提高分布式電源的配網(wǎng)適應(yīng)性。電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行情況下，由配電網(wǎng)上級電源和內(nèi)部分布式電源對配網(wǎng)內(nèi)部負荷供電，當(dāng)配電系統(tǒng)發(fā)生故障時，則會因分布式電源供電測量不同出現(xiàn)不同反應(yīng)，因此需要根據(jù)具體反應(yīng)解決配網(wǎng)適應(yīng)問題。

3 結(jié)束語

研究分布式電源的配網(wǎng)適應(yīng)問題對提升電力系統(tǒng)整體運行的可靠性意義重大。當(dāng)前分布式電源的應(yīng)用還處于初始階段，要想發(fā)揮分布式電源的作用，就要不斷探討分布式電源應(yīng)用過程中產(chǎn)生的各種問題，完善其在接入配電網(wǎng)之中的技術(shù)，以此來保證配電網(wǎng)運行的順利，提高地區(qū)供電質(zhì)量和安全性。